JP4622490B2 - Data transfer device - Google Patents

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Description

本発明は、パケットの経路制御及びフロー制御を行うデータ転送装置に関し、更に詳しくは、連想メモリアクセス時に生じる消費電力の低減を可能にするデータ転送装置に関する。   The present invention relates to a data transfer apparatus that performs packet path control and flow control, and more particularly, to a data transfer apparatus that enables reduction of power consumption that occurs when an associative memory is accessed.

通信ネットワークを構成するレイヤ２スイッチまたはＩＰルータ或いはレイヤ３スイッチ等のデータ転送装置は、受信したイーサネット（Ethernet：登録商標名）フレームまたはＩＰパケット或いはMPLS方式で転送するMPLSパケットを該パケットのアドレス情報に対応した出力回線に転送する。通信量の増加に伴うデータ転送装置における消費電力を低減する為に、様々な消費電力低減方式が検討されている。   A data transfer device such as a layer 2 switch, an IP router, or a layer 3 switch constituting the communication network receives the received Ethernet (Ethernet: registered trademark) frame, IP packet, or MPLS packet to be transferred by the MPLS method, and address information of the packet. Transfer to the output line corresponding to. In order to reduce the power consumption in the data transfer apparatus accompanying an increase in the amount of communication, various power consumption reduction methods have been studied.

連想メモリアクセス時に生じる消費電力低減方式として、一度、連想メモリに対して登録したい順に検索条件を配列するが、検索条件を値の大きい順（または小さい順）に再配列する方式がある（例えば、特許文献１参照）。このとき、連想メモリにおける各物理バンクの境界に位置する検索条件の値をレジスタに保持する。この例では、連想メモリを用いた検索条件の検索において、入力されたデータから生成される検索キーの値を該レジスタの値と比較し、検索すべき物理バンクを限定し、限定された物理バンクだけをアクティブにすることにより、低消費電力のデータ検索装置を提供している。   As a power consumption reduction method that occurs when accessing an associative memory, once the search conditions are arranged in the order in which they are to be registered in the associative memory, there is a method in which the search conditions are rearranged in descending order (or in ascending order) (for example, Patent Document 1). At this time, the value of the search condition located at the boundary of each physical bank in the associative memory is held in the register. In this example, in the search of the search condition using the associative memory, the value of the search key generated from the input data is compared with the value of the register, the physical bank to be searched is limited, and the limited physical bank By activating only, a data search device with low power consumption is provided.

他には、受信したＩＰパケットの経路制御に対し、連想メモリで生じる消費電力を低減する為、アクティブにする物理バンクをハッシュ関数で決定する方式がある（例えば、非特許文献１参照）。   In addition, there is a method of determining a physical bank to be activated by a hash function in order to reduce power consumption generated in the associative memory for path control of received IP packets (see, for example, Non-Patent Document 1).

特開２００４−１８５７９２号公報JP 2004-185792 A

Hidell他、“Router Architectures”Tutorial at Networking 2004http://www.imit.kth.se/~mahidell/pubs/networking04_tutorial_final.pdf、ｐｐ４１Hidell et al., “Router Architectures” Tutorial at Networking 2004 http://www.imit.kth.se/~mahidell/pubs/networking04_tutorial_final.pdf, pp41

登録したい順に検索条件を配列する方式では、最初に連想メモリへ対して登録したい順に配列するが、完全一致検索や最長一致検索といった検索方法に関わらず、連想メモリ内のデータを常に再配列する必要がある。故に、ネットワーク構成変更時及び初期登録時に再配列の為のソート時間が常に生じる。   In the method in which search conditions are arranged in the order in which they are to be registered, they are first arranged in the order in which they are to be registered in the associative memory, but it is necessary to always rearrange the data in the associative memory regardless of the search method such as exact match search or longest match search. There is. Therefore, a sort time for rearrangement always occurs at the time of network configuration change and initial registration.

次に、アクティブにする物理バンクをハッシュ関数で決定する方式では、受信したＩＰパケットの経路制御における検索条件の検索しか行っておらず、また消費電力低減方式の詳細に関する検討はなされていない。
そこで、本発明の課題は、連想メモリに対して完全一致検索を行う場合において、検索条件を登録する際にソート時間を発生させないことで高品質なネットワークを提供することに加え、検索条件の検索時にアクティブにする物理バンクを限定することにより、低消費電力のデータ転送装置を提供することである。 Next, in the method of determining a physical bank to be activated by a hash function, only the search condition is searched in the path control of the received IP packet, and the details of the power consumption reduction method have not been studied.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a high-quality network by not generating a sort time when registering a search condition when performing an exact match search for an associative memory, and to search for a search condition It is to provide a low power consumption data transfer device by limiting the physical banks that are sometimes active.

上記課題を達成する為、本発明のデータ転送装置は、フォワーディングテーブル及びフロー識別テーブルが同一検索ビット幅を持つ複数の物理バンクから構成され、該フォワーディングテーブル制御部及び該フロー識別テーブル制御部は検索キーから検索すべき物理バンクを決定し、該物理バンクに検索を指示する。 In order to achieve the above object, the data transfer apparatus of the present invention is configured such that the forwarding table and the flow identification table are composed of a plurality of physical banks having the same search bit width, and the forwarding table control unit and the flow identification table control unit search A physical bank to be searched is determined from the key, and a search is instructed to the physical bank.

本発明の構成を採ることにより、受信したパケットの経路制御およびフロー制御の際、完全一致検索を必要とする連想メモリに対し、アクティブにする連想メモリの物理バンクを限定可能な低消費電力型データ転送装置を提供できる。また、ネットワーク構成変更時及び初期登録時において、従来技術のように、連想メモリに一旦配列した全ての検索条件を再配列することは行わない為、素早く検索条件となるデータの登録を完了させることが可能であり、メンテナンスが容易な高品質のネットワークを提供できる。   By adopting the configuration of the present invention, low power consumption type data capable of limiting the physical bank of the associative memory to be activated with respect to the associative memory that requires a complete match search in the path control and flow control of the received packet. A transfer device can be provided. Also, at the time of network configuration change and initial registration, unlike the prior art, all search conditions once arranged in the associative memory are not rearranged, so that the registration of data as search conditions can be completed quickly. It is possible to provide a high-quality network that is easy to maintain.

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。ここで、従来技術との比較を容易にする為，本発明を図１のデータ転送装置１０に適用した場合について説明する。尚、第１の実施例では、パケットの経路制御とフロー制御において、連想メモリを用いる際に完全一致検索を必要とするEthernetフレームの転送について述べる。但し、本発明の効果を奏する限り、適用する装置、パケットの種類はこれに限られない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, a case where the present invention is applied to the data transfer apparatus 10 of FIG. 1 will be described for easy comparison with the prior art. In the first embodiment, Ethernet frame transfer that requires a complete match search when using an associative memory in packet path control and flow control will be described. However, as long as the effects of the present invention are obtained, the device to be applied and the type of packet are not limited to this.

図１は、本発明によるデータ転送装置１０を構成するブロック図である。
データ転送装置１０は、それぞれ入力回線ＩＮ−ｉと出力回線ＯＵＴ−ｉに接続される複数のインタフェースモジュール１１−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）と、これらのインタフェースモジュールに接続されたセレクタ１２およびデータ中継部１６と、セレクタ１２に接続されたバッファメモリ１３、ヘッダ抽出部１４およびバッファ制御部１５と、データ中継部１６に接続された経路制御部２０およびフロー制御部３０とからなる。６０は、データ転送装置１０の外部に位置し、信号線Ｌ１０を経路制御部２０と接続され、信号線Ｌ１１をフロー制御部と接続され、データ転送装置１０の管理者が操作する管理端末を示している。 FIG. 1 is a block diagram of a data transfer apparatus 10 according to the present invention.
The data transfer apparatus 10 includes a plurality of interface modules 11-i (i = 1 to N) connected to the input line IN-i and the output line OUT-i, and the selector 12 and data connected to these interface modules. The relay unit 16 includes a buffer memory 13 connected to the selector 12, a header extraction unit 14 and a buffer control unit 15, and a path control unit 20 and a flow control unit 30 connected to the data relay unit 16. Reference numeral 60 denotes a management terminal that is located outside the data transfer apparatus 10, has the signal line L 10 connected to the path control unit 20, the signal line L 11 connected to the flow control unit, and is operated by an administrator of the data transfer apparatus 10. ing.

図２は、各入力回線ＩＮ−ｉから受信される可変長Ethernetフレームのフォーマットの１例を示す。可変長のEthernetフレーム１００は、OSI参照モデルにおける第２層（データリンク層）のＬ２ヘッダ１１０と、Ｌ２ペイロード１２０とからなる。   FIG. 2 shows an example of a format of a variable length Ethernet frame received from each input line IN-i. The variable-length Ethernet frame 100 includes an L2 header 110 in the second layer (data link layer) and an L2 payload 120 in the OSI reference model.

Ｌ２ヘッダ１１０の形状は、入力回線の種類によって異なり、例えば、入力回線ＩＮ−ｉがイーサネットである場合、Ｌ２ヘッダ１１０には、宛先MACアドレス１１１、送信元MACアドレス１１２、フレームタイプ１１４、その他の情報が含まれる。図２において、Ｌ２ヘッダ１１０には、その他の情報として、タグ１１３を格納する。ここで、タグ１１３は、データ転送装置１０におけるEthernetフレーム転送優先度と、Ethernetフレームが所属するネットワークを識別するネットワーク識別子等とからなる。   The shape of the L2 header 110 differs depending on the type of the input line. For example, when the input line IN-i is Ethernet, the L2 header 110 includes the destination MAC address 111, the source MAC address 112, the frame type 114, and the like. Contains information. In FIG. 2, a tag 113 is stored in the L2 header 110 as other information. Here, the tag 113 includes an Ethernet frame transfer priority in the data transfer apparatus 10 and a network identifier for identifying a network to which the Ethernet frame belongs.

図１において、各インタフェースモジュール１１−ｉは、入力回線ＩＮ−ｉから受信したEthernetフレームを信号線Ｌ１−ｉに出力する。セレクタ１２は、バッファ制御部１５から信号線Ｌ１５を介して与えられる制御信号に従って、信号線Ｌ１−ｉから入力されるEthernetフレームを選択的に信号線Ｌ２に出力する。ヘッダ抽出部１４は、信号線Ｌ２に出力されたEthernetフレーム１００のＬ２ヘッダ１１０を解析し、フレームタイプ１１４に示されるフレーム長を信号線Ｌ１２に、宛先MACアドレス１１１と送信元MACアドレス１１２とを信号線Ｌ３に、Ｌ２ヘッダ１１０を信号線Ｌ４に出力する。 In FIG. 1, each interface module 11-i outputs the Ethernet frame received from the input line IN-i to the signal line L1-i. The selector 12 selectively outputs the Ethernet frame input from the signal line L1- i to the signal line L2 in accordance with the control signal supplied from the buffer control unit 15 via the signal line L15. The header extraction unit 14 analyzes the L2 header 110 of the Ethernet frame 100 output to the signal line L2, and sets the frame length indicated by the frame type 114 to the signal line L12, the destination MAC address 111 and the source MAC address 112. The L2 header 110 is output to the signal line L4 to the signal line L3.

バッファ制御部１５は、信号線Ｌ２に出力されたEthernetフレーム１００のバッファメモリ１３への書き込みと、バッファメモリ１３から信号線Ｌ６に対するEthernetフレーム１００の読み出しを行う。また、バッファ制御部１５は、ヘッダ抽出部１４が信号線Ｌ１２に出力するフレーム長に基づいて、バッファメモリ１３に対するEthernetフレームの書き込みを制御し、バッファメモリ１３からのEthernetフレームの読み出しに連動して、信号線Ｌ１５にセレクタ１２の切り替え制御信号を出力し、次のEthernetフレームをバッファメモリ１３に書き込む。 The buffer control unit 15 writes the Ethernet frame 100 output to the signal line L2 to the buffer memory 13 and reads the Ethernet frame 100 from the buffer memory 13 to the signal line L6. Further, the buffer control unit 15 controls the writing of the Ethernet frame to the buffer memory 13 based on the frame length output from the header extraction unit 14 to the signal line L12, and interlocks with the reading of the Ethernet frame from the buffer memory 13. The selector 12 switching control signal is output to the signal line L15, and the next Ethernet frame is written to the buffer memory 13.

経路検索部２０は、図３に示すように、ヘッダ抽出部１４が信号線Ｌ３に出力する宛先MACアドレス１１１に基づいて、経路制御用連想メモリ２００に格納されるフォワーディングテーブル２０２から一致する検索条件を検索する。検索条件を検索した結果、一致した場合には、経路情報テーブル２０４から経路制御情報７００を検索する。経路制御情報７００は、図７Ａに示すように、例えば、Ethernetフレームの出力インタフェースモジュールの情報などを含んでいる。経路制御部２０は、経路制御情報７００を信号線Ｌ７に出力する。 As shown in FIG. 3, the route search unit 20 matches the search conditions from the forwarding table 202 stored in the route control content addressable memory 200 based on the destination MAC address 111 output to the signal line L3 by the header extraction unit 14. Search for. As a result of searching for the search condition, if they match, the route control information 700 is searched from the route information table 204. Routing information 700, as shown in FIG. 7 A, for example, includes such information of the output interface module of Ethernet frames. The route control unit 20 outputs the route control information 700 to the signal line L7.

また、経路制御部２０は、Ethernetフレームの経路制御と同時に、ヘッダ抽出部１４が信号線Ｌ３に出力する送信元MACアドレス１１２に基づいて、経路制御用連想メモリ２００に格納されるフォワーディングテーブル２０２から一致する検索条件を検索する。検索の結果、一致する検索条件が存在しない場合、フォワーディングテーブル制御部２０１は、信号線Ｌ２２を介して、EthernetフレームのＬ２ヘッダ１１０を経路制御用テーブル管理部２０５に送信する。経路制御用テーブル管理部２０５は、Ｌ２ヘッダ１１０に基づき、フォワーディングテーブル２０２の更新に必要なデータを信号線Ｌ２２に出力する。   In addition, the path control unit 20 uses the forwarding table 202 stored in the path control associative memory 200 based on the source MAC address 112 output to the signal line L3 by the header extraction unit 14 simultaneously with the path control of the Ethernet frame. Search for matching search conditions. If there is no matching search condition as a result of the search, the forwarding table control unit 201 transmits the L2 header 110 of the Ethernet frame to the route control table management unit 205 via the signal line L22. Based on the L2 header 110, the path control table management unit 205 outputs data necessary for updating the forwarding table 202 to the signal line L22.

経路制御用テーブル管理部２０５は、ダイナミックルーティングを行う場合、ルーティングプロトコルに従い、フォワーディングテーブル制御部２０１或いは経路情報テーブル制御部２０３と接続する信号線Ｌ２２或いはＬ２３へ対して経路制御に必要なデータを出力する。また、スタティックルーティングを行う場合は、信号線Ｌ１０を介して接続される管理端末６０から入力される設定に従い、経路制御に必要なデータを出力する。   When performing dynamic routing, the route control table management unit 205 outputs data necessary for route control to the signal line L22 or L23 connected to the forwarding table control unit 201 or the route information table control unit 203 according to the routing protocol. To do. When performing static routing, data necessary for route control is output according to the setting input from the management terminal 60 connected via the signal line L10.

経路制御用テーブルエラー制御部２０６は、経路制御時にアクセスするフォワーディングテーブル２０２及び経路情報テーブル２０４から出力される情報にエラーが含まれる場合、信号線Ｌ１３を介して、バッファ制御部１５に対し、フォワーディングテーブル制御部２０１或いは経路情報テーブル制御部２０３からの経路制御テーブルエラーを通知する。
このとき、バッファ制御部１５は、信号線Ｌ１３から経路制御テーブルエラーが入力されると、経路制御を無効と解釈し、メモリバッファ１３に蓄積されるEthernetフレームを破棄する。 The routing control table error control unit 206, when an error is included in the information output from the forwarding table 202 and the routing information table 204 accessed at the time of routing control, is forwarded to the buffer control unit 15 via the signal line L13. A route control table error from the table control unit 201 or the route information table control unit 203 is notified.
At this time, when a path control table error is input from the signal line L13, the buffer control unit 15 interprets the path control as invalid, and discards the Ethernet frame stored in the memory buffer 13.

フロー制御部３０は、図４に示すように、ヘッダ抽出部１４が信号線Ｌ４に出力するＬ２ヘッダ１１０に基づいて、フロー制御用連想メモリ３００に格納されるフロー識別テーブル３０２から一致する検索条件を検索する。検索条件を検索した結果、一致した場合には、フロー制御テーブル３０４からフロー制御情報８００を検索する。フロー制御情報８００は、図７Ｂに示すように例えば、Ethernetフレームの転送可否識別子８０１や送信優先度を示す通信品質情報８０２などを含んでいる。フロー制御部３０は、転送可否識別子８０１を信号線Ｌ５に出力し、通信品質情報８０２を信号線Ｌ８に出力する。 As shown in FIG. 4, the flow control unit 30 matches the search condition from the flow identification table 302 stored in the flow control associative memory 300 based on the L2 header 110 output from the header extraction unit 14 to the signal line L4. Search for. If the search conditions match, the flow control information 800 is searched from the flow control table 304. As shown in FIG. 7B , the flow control information 800 includes, for example, an Ethernet frame transfer enable / disable identifier 801, communication quality information 802 indicating transmission priority, and the like. The flow control unit 30 outputs the transfer enable / disable identifier 801 to the signal line L5, and outputs the communication quality information 802 to the signal line L8.

具体的に述べると、フロー制御部３０は、所定のタイミングで、信号線Ｌ５を介してバッファ制御部１５に対し、受信したEthernetフレーム１００の制御を要求する。バッファ制御部１５は、入力された転送可否識別子８０１に従ってEthernetフレーム１００を制御する。ここで、転送を行う場合、バッファ制御部１５は、Ethernetフレームをメモリバッファ１３から信号線Ｌ６に出力させる。また、転送を行わない場合、メモリバッファ１３に蓄積されるEthernetフレームを破棄する。   Specifically, the flow control unit 30 requests the buffer control unit 15 to control the received Ethernet frame 100 via the signal line L5 at a predetermined timing. The buffer control unit 15 controls the Ethernet frame 100 according to the input transfer enable / disable identifier 801. Here, when performing the transfer, the buffer control unit 15 causes the Ethernet frame to be output from the memory buffer 13 to the signal line L6. If no transfer is performed, the Ethernet frame stored in the memory buffer 13 is discarded.

フロー制御用テーブル管理部３０５は、信号線Ｌ１１を介して管理端末６０と接続され、管理端末６０からのフロー制御設定に従い、フロー識別テーブル制御部３０１或いはフロー制御情報テーブル制御部３０３と接続する信号線Ｌ３２或いはＬ３３へ対してフロー制御に必要なデータを出力する。
フロー制御用テーブルエラー制御部３０６は、フロー制御時にアクセスするフロー識別テーブル３０２及びフロー制御情報テーブル３０４から出力される情報にエラーが含まれる場合、信号線Ｌ１４を介して、バッファ制御部１５に対し、フロー識別テーブル制御部３０１或いはフロー制御テーブル制御部３０３からのフロー制御テーブルエラーを通知する。 The flow control table management unit 305 is connected to the management terminal 60 via the signal line L11 and is connected to the flow identification table control unit 301 or the flow control information table control unit 303 in accordance with the flow control setting from the management terminal 60. Data necessary for flow control is output to the line L32 or L33.
When an error is included in the information output from the flow identification table 302 and the flow control information table 304 accessed at the time of flow control, the flow control table error control unit 306 notifies the buffer control unit 15 via the signal line L14. , A flow control table error from the flow identification table control unit 301 or the flow control table control unit 303 is notified.

このとき、バッファ制御部１５は、信号線Ｌ１４からフロー制御テーブルエラーが入力されると、フロー制御を無効と解釈し、メモリバッファ１３に蓄積されるEthernetフレームを破棄する。
データ中継部１６は、信号線Ｌ６からEthernetフレーム１００が入力されると、信号線Ｌ８から入力された通信品質情報８０２に示される優先度に従って、これを信号線Ｌ７から入力された経路制御情報７００が示す出力ポート番号ｋと対応するインタフェースモジュール１１−ｋに出力する。 At this time, when a flow control table error is input from the signal line L14, the buffer control unit 15 interprets the flow control as invalid and discards the Ethernet frame stored in the memory buffer 13.
When the Ethernet frame 100 is input from the signal line L6, the data relay unit 16 transmits the Ethernet frame 100 according to the priority indicated in the communication quality information 802 input from the signal line L8, and the routing control information 700 input from the signal line L7. Is output to the interface module 11-k corresponding to the output port number k indicated by .

図５は、本発明の経路制御部２０に適用されるフォワーディングテーブル制御部２０１と、経路制御用連想メモリ２００との接続形態を示す。
経路制御用連想メモリ２００は、簡単化の為、図５に示すように、経路制御用連想メモリアレイ２２０と、経路制御用プライオリティエンコーダ２１０とからなるとする。
経路制御連想メモリアレイ２２０は、検索条件となる経路制御検索データを格納する１つ以上のエントリを含む複数の経路制御物理バンク２０２１−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）からなる。 FIG. 5 shows a connection form between the forwarding table control unit 201 applied to the route control unit 20 of the present invention and the route control content addressable memory 200.
For simplicity, it is assumed that the path control associative memory 200 includes a path control associative memory array 220 and a path control priority encoder 210, as shown in FIG.
The path control associative memory array 220 includes a plurality of path control physical banks 2021-i (i = 1 to N) including one or more entries for storing path control search data serving as search conditions.

図１１に示すように、各エントリには例えば送信元アドアレス、宛先アドレスなどの検索条件が記憶されている。
経路制御用プライオリティエンコーダ２１０は、経路制御用連想メモリ２００に経路制御検索キー及び送信元MACアドレス検索キーが入力され、フォワーディングテーブル２０２の複数のエントリで一致した場合、一致した複数のエントリの内、最小（または最大）のアドレスを信号線Ｌ２１０８に出力する。 As shown in FIG. 11, each entry stores a search condition such as a transmission source address and a destination address.
When the path control search key and the source MAC address search key are input to the path control associative memory 200 and a plurality of entries in the forwarding table 202 match, the path control priority encoder 210 includes: The minimum (or maximum) address is output to the signal line L2108.

本発明では、Ethernetフレームの経路検索およびフォワーディングテーブル３０２へ対する経路制御データの登録において、経路制御バンク決定部２１２によって、アクティブにする物理バンクを限定することを特徴とする。   The present invention is characterized in that the physical bank to be activated is limited by the path control bank determination unit 212 in the path search of the Ethernet frame and the registration of the path control data to the forwarding table 302.

フォワーディングテーブル制御部２０１について、図５を用いて説明する。経路制御検索キー生成部２１１は、Ethernetフレーム１００の宛先MACアドレス１１１と、送信元MACアドレス１１２とに基づき、それぞれに対応する経路制御検索キー及び送信元MACアドレス検索キーを生成し、信号線Ｌ２１０１に出力する。また、信号線Ｌ２１０２を介して、経路制御コマンド生成部２１３に対し、Ethernetフレームの経路検索或いは送信元MACアドレスに一致する検索条件の検索を要求する。   The forwarding table control unit 201 will be described with reference to FIG. The route control search key generation unit 211 generates a route control search key and a source MAC address search key corresponding to each of the destination MAC address 111 and the source MAC address 112 of the Ethernet frame 100, and the signal line L2101. Output to. Further, the path control command generation unit 213 is requested to search the Ethernet frame path or search conditions matching the transmission source MAC address via the signal line L2102.

経路制御検索データ生成部２１４は、信号線Ｌ２２からフォワーディングテーブル２０２に登録すべき検索条件となるデータが入力されると、経路制御検索キー及び送信元MACアドレス検索キーの検索条件となる経路制御検索データを生成し、信号線Ｌ２１０６に経路制御検索データを出力する。また、信号線Ｌ２１０７に経路制御検索データを出力することで、フォワーディングテーブル２０２に対する経路制御検索データの書き込みを要求する。   The route control search data generation unit 214 receives a search condition to be registered in the forwarding table 202 from the signal line L22, and the route control search becomes a search condition for the route control search key and the source MAC address search key. Data is generated, and route control search data is output to the signal line L2106. Further, the routing control search data is output to the signal line L2107 to request writing of the routing control search data to the forwarding table 202.

経路制御バンク決定部２１２は、信号線Ｌ２１０１から入力された経路制御検索キー及び送信元MACアドレス検索キーまたは信号線Ｌ２１０６から入力された経路制御検索データを入力とし、アクティブにすべき物理バンクに対するアクティベーション電力と経路制御検索キーまたは経路制御検索データを経路制御用連想メモリ２００に向けて出力する。
ここで，経路制御バンク決定部２１２は、図９に示すように入力に対してアクティブにすべき物理バンクの番号をハッシュ関数によって求める経路制御用ハッシュ関数部２１２１と、信号線Ｌ２６に接続される経路制御用レジスタ２１２２と、経路制御用ハッシュ関数部２１２１が求め
たハッシュ値を経路制御用レジスタ２１２２に示される値へ変換してアクティブにすべき物理バンクを決定する経路制御用ハッシュ値変換部２１２３とからなる。 The path control bank determination unit 212 receives the path control search key and the source MAC address search key input from the signal line L2101 or the path control search data input from the signal line L2106 and inputs the access to the physical bank to be activated. The activation power and the path control search key or path control search data are output to the path control associative memory 200.
Here, as shown in FIG. 9 , the path control bank determination unit 212 is connected to the signal line L26 and the path control hash function unit 2121 for obtaining the number of the physical bank to be activated with respect to the input by a hash function. A path control hash value converter 2123 that converts the hash value obtained by the path control register 2122 and the path control hash function unit 2121 into a value indicated by the path control register 2122 to determine a physical bank to be activated. It consists of.

経路制御用ハッシュ関数部２１２１は、経路制御検索キー及び送信元MACアドレス検索キー或いは経路制御検索データを、経路制御に用いる検索ビット幅が同一である経路制御物理バンク２０２１−ｉの個数（ｍ）で割ることによって剰余が求められる。この剰余値をハッシュ値とする。その後，入力された経路制御検索キー及び送信元MACアドレス検索キー或いは経路制御検索データとハッシュ値とを経路制御用ハッシュ値変換部２１２３に向けて出力する。このとき、ハッシュ値の範囲は、０〜（ｍ−１）である。   The path control hash function unit 2121 uses the path control search key and the source MAC address search key or the path control search data for the number (m) of path control physical banks 2021-i having the same search bit width used for path control. Divide by to get the remainder. This remainder value is a hash value. Thereafter, the input route control search key and source MAC address search key or route control search data and hash value are output to the route control hash value conversion unit 2123. At this time, the range of the hash value is 0 to (m−1).

経路制御用ハッシュ関数部２１２１に入力される経路制御検索データによっては、出力されるハッシュ値に偏りが生じる可能性が考えられる。そこで、ハッシュ値の偏りを可能な限り解消する為、図９に示すように、各ハッシュ値に対応するアクティブにすべき物理バンク番号を示す経路制御レジスタ２１２２に設定する。
経路制御用レジスタ２１２２に対しては、データ転送装置１０の管理者が管理端末６０から設定を行う。ここで、各ハッシュ値に対応する物理バンクは、データ転送装置１０の管理者が指定する。 Depending on the path control search data input to the path control hash function unit 2121, it is possible that the output hash value may be biased. Therefore, in order to eliminate the bias of the hash value as much as possible, as shown in FIG. 9, it is set in the path control register 2122 indicating the physical bank number to be activated corresponding to each hash value.
The administrator of the data transfer device 10 makes settings for the path control register 2122 from the management terminal 60. Here, the physical bank corresponding to each hash value is designated by the administrator of the data transfer apparatus 10.

経路制御用ハッシュ値変換部２１２３は、経路制御検索キー及び送信元MACアドレス検索キー或いは経路制御検索データとハッシュ値とが入力されると、経路制御用レジスタ２１２２を参照し、ハッシュ値に対応する物理バンクへ向けたアクティベーション電力を信号線Ｌ２１０４に出力する。このとき、経路制御検索キー及び送信元MACアドレス検索キー或いは経路制御検索データを信号線Ｌ２１０３に出力する。その他の物理バンクには、待機電力を供給する。   When a path control search key and a source MAC address search key or path control search data and a hash value are input, the path control hash value conversion unit 2123 refers to the path control register 2122 and corresponds to the hash value. The activation power for the physical bank is output to the signal line L2104. At this time, a route control search key and a source MAC address search key or route control search data are output to the signal line L2103. Standby power is supplied to other physical banks.

経路制御コマンド生成部２１３は、信号線Ｌ２１０２から経路制御検索キー及び送信元MACアドレス検索キーが入力されると、検索コマンドを生成し、信号線Ｌ２１０５に出力する。また、信号線Ｌ２１０７からフォワーディングテーブル２０２に対する経路制御検索データが入力されると、書き込みコマンドを生成し、信号線Ｌ２１０５に出力する。尚，経路制御コマンド生成部２１３には、経路制御用連想メモリ２００に対するクロックバス等の信号線が接続されているが、図５では省略する。   When a path control search key and a source MAC address search key are input from the signal line L2102, the path control command generation unit 213 generates a search command and outputs the search command to the signal line L2105. Further, when route control search data for the forwarding table 202 is input from the signal line L2107, a write command is generated and output to the signal line L2105. Note that a signal line such as a clock bus for the path control associative memory 200 is connected to the path control command generation unit 213, which is omitted in FIG.

経路制御結果解析部２１５は、フォワーディングテーブル２０２を格納する経路制御用連想メモリ２００において、フォワーディングテーブル２０２の検索結果として経路制御用連想メモリ２００から出力される経路制御検索キーと一致するエントリのアドレスが有効か無効かを解析する。ここで、無効である場合は、信号線Ｌ２４を介して、経路制御用テーブルエラー制御部２０６に通知する。 The path control result analysis unit 215 receives the address of the entry that matches the path control search key output from the path control associative memory 200 as the search result of the forwarding table 202 in the path control associative memory 200 that stores the forwarding table 202. Analyzes whether it is valid or invalid. If it is invalid, it is notified to the path control table error control unit 206 via the signal line L24.

図６は、本発明のフロー制御部３０に適用されるフロー識別テーブル制御部３０１と、フロー制御用連想メモリ３００との接続形態を示す。
フロー制御用連想メモリ３００は、簡単化の為、図６に示すように、フロー識別用連想メモリアレイ３２０と、フロー制御用プライオリティエンコーダ３１０とからなるとする。
フロー識別用連想メモリアレイ３２０は、フロー制御検索キーの検索条件となるフロー制御検索データを格納する１つ以上のエントリを含む複数のフロー制御物理バンク３０２１−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）からなる。 FIG. 6 shows a connection form between the flow identification table control unit 301 applied to the flow control unit 30 of the present invention and the flow control content addressable memory 300.
For simplicity, the flow control associative memory 300 includes a flow identification associative memory array 320 and a flow control priority encoder 310 as shown in FIG.
The flow identification associative memory array 320 includes a plurality of flow control physical banks 3021-i (i = 1 to N) including one or more entries that store flow control search data that is a search condition for a flow control search key. .

図１２に示すように、各エントリには例えば送信元アドレス、宛先アドレス、送信元ポート番号、宛先ポート番号などの検索条件が記憶されている。
フロー制御用プライオリティエンコーダ３１０は、フロー制御用連想メモリ３００にフロー制御検索キーが入力され、フロー識別テーブル３０２の複数のエントリで一致した場合、一致した複数のエントリの内、最小（または最大）のアドレスを信号線Ｌ３１０８に出力する。 As shown in FIG. 12, each entry stores search conditions such as a transmission source address, a destination address, a transmission source port number, and a destination port number.
When a flow control search key is input to the flow control content addressable memory 300 and a plurality of entries in the flow identification table 302 match, the flow control priority encoder 310 selects the minimum (or maximum) of the plurality of matched entries. The address is output to the signal line L3108.

本発明では、Ethernetフレームのフロー制御およびフロー制御テーブル３０４へ対するフロー制御検索データの登録において、フロー制御バンク決定部３１２によって、アクティブにする物理バンクを限定することを特徴とする。   The present invention is characterized in that the physical bank to be activated is limited by the flow control bank determination unit 312 in the flow control of the Ethernet frame and the registration of the flow control search data to the flow control table 304.

フロー識別テーブル制御部３０１について図６を用いて説明する。フロー制御検索キー生成部３１１は、Ｌ２ヘッダ１１０の宛先MACアドレス１１１とタグ１１３に含まれるネットワーク識別子との組み合わせに基づき、フロー制御検索キーを生成し、信号線Ｌ３１０１に出力する。また、信号線Ｌ３１０２を介して、フロー制御コマンド生成部３１３に対し、入力されたEthernetフレームが属するフローの識別を要求する。   The flow identification table control unit 301 will be described with reference to FIG. The flow control search key generation unit 311 generates a flow control search key based on the combination of the destination MAC address 111 of the L2 header 110 and the network identifier included in the tag 113, and outputs it to the signal line L3101. Also, the flow control command generation unit 313 is requested to identify the flow to which the input Ethernet frame belongs through the signal line L3102.

フロー制御検索データ生成部３１４は、データ転送装置１０の管理者が管理端末６０から検索条件の要素となるデータを入力すると、フロー制御検索キーの検索条件となるフロー制御検索データを生成し、信号線Ｌ３１０６に該フロー制御検索データを出力する。同時に、信号線Ｌ３１０７を介して、フロー識別テーブル３０２に対するフロー制御検索データの書き込みを要求する。   When the administrator of the data transfer apparatus 10 inputs data that serves as a search condition element from the management terminal 60, the flow control search data generation unit 314 generates flow control search data that serves as a search condition for a flow control search key, The flow control search data is output to the line L3106. At the same time, the flow control search data is requested to be written to the flow identification table 302 via the signal line L3107.

フロー制御バンク決定部３１２は、信号線Ｌ３１０１から入力されたフロー制御検索キーまたは信号線Ｌ３１０６から入力されたフロー制御検索データを入力とし、アクティブにすべき物理バンクに対するアクティベーション電力とフロー制御検索キーまたはフロー制御検索データをフロー制御用連想メモリ３００に向けて出力する。ここで，フロー制御バンク決定部３１２は、図１０に示すように入力に対してアクティブにすべき物理バンクの番号をハッシュ関数によって求めるフロー制御用ハッシュ関数部３１２１と、信号線Ｌ３６に接続されるフロー制御用レジスタ３１２２と、フロー制御用ハッシュ関数部３１２１が求めたハッシュ値をフロー制御用レジスタ３１２２に示される値へ変換してアクティブにすべき物理バンクを決定するフロー制御用ハッシュ値変換部３１２３とからなる。 The flow control bank determination unit 312 receives the flow control search key input from the signal line L3101 or the flow control search data input from the signal line L3106, and the activation power and the flow control search key for the physical bank to be activated. Alternatively, the flow control search data is output to the flow control content addressable memory 300. Here, the flow control bank determination unit 312 is connected to a signal line L36, and a flow control hash function unit 3121 that uses a hash function to determine the number of a physical bank to be activated with respect to the input as shown in FIG. A flow control hash value conversion unit 3123 that converts the hash value obtained by the flow control register 3122 and the flow control hash function unit 3121 into a value indicated by the flow control register 3122 to determine a physical bank to be activated. It consists of.

フロー制御用ハッシュ関数部３１２１は、フロー制御検索キー或いはフロー制御検索データを、フロー制御に用いる検索ビット幅が同一であるフロー制御物理バンク３０２１−ｉの個数（ｍ）で割ることによって剰余が求められる。この剰余値をハッシュ値とする。その後，入力されたフロー制御検索キー或いはフロー制御検索データとハッシュ値とをフロー制御用ハッシュ値変換部３１２３に向けて出力する。このとき、ハッシュ値の範囲は、０〜（ｍ−１）である。   The flow control hash function unit 3121 obtains a remainder by dividing the flow control search key or flow control search data by the number (m) of flow control physical banks 3021-i having the same search bit width used for flow control. It is done. This remainder value is a hash value. Thereafter, the input flow control search key or flow control search data and hash value are output to the flow control hash value conversion unit 3123. At this time, the range of the hash value is 0 to (m−1).

フロー制御用ハッシュ関数部３１２１に入力されるフロー制御検索データによっては、出力されるハッシュ値に偏りが生じる可能性が考えられる。そこで、ハッシュ値の偏りを可能な限り解消する為、図１０に示すように、各ハッシュ値に対応するアクティブにすべき物理バンク番号を示すフロー制御レジスタ３１２２に設定する。
フロー制御用レジスタ３１２２に対しては、データ転送装置１０の管理者が管理端末６０から設定を行う。ここで、各ハッシュ値に対応する物理バンクは、データ転送装置１０の管理者が指定する。 Depending on the flow control search data input to the flow control hash function unit 3121, the output hash value may be biased. Therefore, in order to eliminate the bias of the hash value as much as possible, the flow control register 3122 indicating the physical bank number to be activated corresponding to each hash value is set as shown in FIG.
The administrator of the data transfer apparatus 10 makes settings from the management terminal 60 for the flow control register 3122. Here, the physical bank corresponding to each hash value is designated by the administrator of the data transfer apparatus 10.

フロー制御用ハッシュ値変換部３１２３は、フロー制御検索キー或いはフロー制御検索データとハッシュ値とが入力されると、フロー制御用レジスタ３１２２を参照し、ハッシュ値に対応するフロー制御物理バンク３０２１−ｉに対するアクティベーション電力を信号線Ｌ３１０４に出力する。このとき、フロー制御検索キー或いはフロー制御検索データを信号線Ｌ３１０３に出力する。その他の物理バンクには、待機電力を供給する。   When a flow control search key or flow control search data and a hash value are input, the flow control hash value conversion unit 3123 refers to the flow control register 3122 and the flow control physical bank 3021-i corresponding to the hash value. Activation power is output to the signal line L3104. At this time, a flow control search key or flow control search data is output to the signal line L3103. Standby power is supplied to other physical banks.

フロー制御コマンド生成部３１３は、信号線Ｌ３１０２からフロー制御検索キーが入力されると、検索コマンドを生成し、信号線Ｌ３１０５に出力する。また、信号線Ｌ３１０７からフロー識別テーブル３０２に対するフロー制御検索データが入力されると、書き込みコマンドを生成し、信号線Ｌ３１０５に出力する。尚，フロー制御コマンド生成部３１３には、フロー制御用連想メモリ３００に対するクロックバス等の信号線が接続されているが、図６では省略する。   When a flow control search key is input from the signal line L3102, the flow control command generation unit 313 generates a search command and outputs the search command to the signal line L3105. When flow control search data for the flow identification table 302 is input from the signal line L3107, a write command is generated and output to the signal line L3105. Note that a signal line such as a clock bus for the flow control content addressable memory 300 is connected to the flow control command generation unit 313, which is omitted in FIG.

フロー制御結果解析部３１５は、フロー識別テーブル３０２を格納するフロー制御用連想メモリ３００において、フロー識別テーブル３０２の検索結果としてフロー制御用連想メモリ３００から出力されるフロー制御検索キーと一致するエントリのアドレスが有効か無効かを解析する。ここで、無効である場合は、信号線Ｌ３４を介して、フロー制御用テーブルエラー制御部３０６に通知する。 In the flow control content addressable memory 300 that stores the flow identification table 302, the flow control result analysis unit 315 stores an entry that matches the flow control search key output from the flow control content addressable memory 300 as a search result of the flow identification table 302. Analyzes whether the address is valid or invalid. If it is invalid, the flow control table error control unit 306 is notified via the signal line L34.

経路制御ハッシュ関数部２１２１およびフロー制御ハッシュ関数部３１２１は、それぞれ経路制御検索データの登録および経路制御検索キーによるフォワーディングテーブル２０２の検索またはフロー制御検索データの登録およびフロー制御検索キーによるフロー識別テーブル３０２の検索に対して、常に同一の計算方法を採る。故に、Ethernetフレーム受信時において、経路制御検索データと経路制御検索キーを一致させ、フロー制御検索データとフロー制御検索キーを一致させることが可能である。   The path control hash function unit 2121 and the flow control hash function unit 3121 respectively register the path control search data and search the forwarding table 202 with the path control search key or register the flow control search data and the flow identification table 302 with the flow control search key. The same calculation method is always used for the search. Therefore, when receiving an Ethernet frame, it is possible to match the path control search data and the path control search key, and match the flow control search data and the flow control search key.

本実施例では特に触れなかったが、パケットはEthernetフレームだけに拘らずMPLS方式で転送されるMPLSパケットを適用しても良い。
このように、経路制御バンク決定部２１２およびフロー制御バンク決定部３１２により、経路制御検索キーおよび経路制御検索データがアクセスするフォワーディングテーブル２０２と、フロー制御検索キーおよびフロー制御検索データがアクセスするフロー識別テーブル３０２とにおいて、アクティブにする物理バンクを限定して連想メモリで生じる消費電力の低減を図るだけではなく、ネットワーク構成の変更時及び初期登録時において、連想メモリのエントリに登録する検索条件に対して従来技術のような再配列処理を必要としない為、短期間で検索条件の登録を完了できる。 Although not particularly mentioned in the present embodiment, an MPLS packet transferred by the MPLS method regardless of only the Ethernet frame may be applied.
Thus, the routing control bank determination unit 212 and the flow control bank determination unit 312 use the forwarding table 202 accessed by the path control search key and the path control search data, and the flow identification accessed by the flow control search key and the flow control search data. In table 302, not only the power consumption generated in the associative memory is limited by limiting the physical bank to be activated, but also the search condition registered in the associative memory entry at the time of network configuration change and initial registration Thus, since the rearrangement processing as in the prior art is not required, registration of the search condition can be completed in a short period of time.

第２の実施例では、ＩＰルータやレイヤ３スイッチにおいて、ネットワーク間同士を伝送するＩＰパケットの内、送信元と宛先が特定の端末を示すＩＰパケットのフロー制御について説明する。   In the second embodiment, flow control of an IP packet in which a transmission source and a destination indicate a specific terminal among IP packets transmitted between networks in an IP router or a layer 3 switch will be described.

まず、可変長のＩＰパケット４００のフォーマットの１例を図８に示す。ＩＰパケット４００は、図８に示すように、ＩＰペイロード４０１とＩＰヘッダ４０２とからなり、ＩＰヘッダ４０２には、パケット制御情報４０３と、送信元ＩＰアドレス４０４と、宛先ＩＰアドレス４０５が含まれる。パケット制御情報４０３は、プロトコル種別、パケット長、パケット優先度を示すサービスタイプ等、ＩＰアドレス以外のＩＰヘッダ情報を意味している。
フロー制御検索キー生成部３１１は、パケット制御情報４０３に含まれるプロトコル種別と送信元ＩＰアドレス４０４と宛先ＩＰアドレス４０５との組み合わせからフロー制御の検索条件であるフロー制御検索データを生成する。 First, an example of the format of the variable-length IP packet 400 is shown in FIG. As shown in FIG. 8, the IP packet 400 includes an IP payload 401 and an IP header 402, and the IP header 402 includes packet control information 403, a source IP address 404, and a destination IP address 405. The packet control information 403 means IP header information other than the IP address, such as a protocol type, a packet length, and a service type indicating packet priority.
The flow control search key generation unit 311 generates flow control search data, which is a flow control search condition, from the combination of the protocol type, the source IP address 404, and the destination IP address 405 included in the packet control information 403.

その後、フロー制御バンク決定部３１２は、フロー制御検索データを登録するフロー制御物理バンク３０２１−ｉを決定する為、フロー制御検索データを入力とする。
次に、受信したＩＰパケットに対するフロー制御について述べる。データ転送装置１０は、ＩＰパケットの転送時においても、第１の実施例と同様に動作する。実施例１と異なる点として、フロー制御検索キー生成部３１１がフロー制御検索キーの生成に対し、入力されたＩＰパケットのパケット制御情報４０３に含まれるプロトコル種別と送信元ＩＰアドレス４０４と宛先ＩＰアドレス４０５との組み合わせを用いることが挙げられる。また、ヘッダ抽出部１４は、ＩＰヘッダ４０２を出力する。 Thereafter, the flow control bank determination unit 312 receives the flow control search data as input in order to determine the flow control physical bank 3021-i for registering the flow control search data.
Next, flow control for the received IP packet will be described. The data transfer apparatus 10 operates in the same manner as in the first embodiment even when transferring IP packets. The difference from the first embodiment is that the flow control search key generation unit 311 generates a flow control search key for the protocol type, the source IP address 404, and the destination IP address included in the packet control information 403 of the input IP packet. The combination with 405 is used. In addition, the header extraction unit 14 outputs an IP header 402.

ＩＰパケット転送の場合、フロー制御テーブル３０４には、第１の実施例と同様の情報が格納される。このとき、フロー制御部３０は第１の実施例と同じ動作をする。更に、フロー制御ハッシュ関数部３１２１は、フロー制御検索データの登録およびフロー制御検索キーによるフロー識別テーブルの検索に対して、常に同一の計算方法を採る。故に、特定のＩＰパケットを受信した場合において、フロー制御検索データとフロー制御検索キーを一致させることが可能である。   In the case of IP packet transfer, the flow control table 304 stores the same information as in the first embodiment. At this time, the flow control unit 30 performs the same operation as in the first embodiment. Furthermore, the flow control hash function unit 3121 always adopts the same calculation method for the registration of the flow control search data and the search of the flow identification table by the flow control search key. Therefore, when a specific IP packet is received, it is possible to match the flow control search data with the flow control search key.

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、レイヤ２スイッチ、ＩＰルータ、レイヤ３スイッチ等のデータ転送装置において、パケットの経路制御およびフロー制御の際、連想メモリで生じる消費電力を低減でき、更には検索条件の登録に関して、ネットワークの構成変化に素早く対応可能な通信サービスを提供できる。   As is apparent from the above description, according to the present invention, in a data transfer device such as a layer 2 switch, an IP router, or a layer 3 switch, power consumption generated in the associative memory is reduced during packet path control and flow control. Further, it is possible to provide a communication service that can quickly cope with a change in the network configuration with respect to registration of search conditions.

本発明は、パケットの経路制御およびフロー制御に連想メモリを用いるデータ転送装置に適用可能である。   The present invention is applicable to a data transfer apparatus using an associative memory for packet path control and flow control.

本発明によるデータ転送装置１０の１実施例を示すブロック図。1 is a block diagram showing an embodiment of a data transfer apparatus 10 according to the present invention. データ転送装置１０に入力される可変長Ethernetフレームのフォーマットの１例を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a format of a variable length Ethernet frame input to the data transfer apparatus 10. 経路制御部２０の１実施例を示すブロック図。The block diagram which shows one Example of the route control part 20. FIG. フロー制御部３０の１実施例を示すブロック図。The block diagram which shows one Example of the flow control part 30. FIG. フォワーディングテーブル制御部２０１の１実施例を示す図、並びにフォワーディングテーブル制御部２０１と経路制御用連想メモリ２００との関係を示す図。The figure which shows one Example of the forwarding table control part 201, and the figure which shows the relationship between the forwarding table control part 201 and the associative memory 200 for path control. フロー識別テーブル制御部３０１の１実施例を示す図、並びにフロー識別テーブル制御部３０１とフロー制御用連想メモリ３００との関係を示す図。The figure which shows one Example of the flow identification table control part 301, and the figure which shows the relationship between the flow identification table control part 301 and the associative memory 300 for flow control. Ethernetフレーム転送時における経路情報テーブル２０４のエントリに格納される経路制御情報７００のフォーマットを示す図。 The figure which shows the format of the routing control information 700 stored in the entry of the routing information table 204 at the time of Ethernet frame transfer . Ethernetフレーム転送時におけるフロー制御テーブル３０４のエントリに格納されるフロー制御情報８００のフォーマットを示す図。The figure which shows the format of the flow control information 800 stored in the entry of the flow control table 304 at the time of Ethernet frame transfer. データ転送装置１０に入力される可変長ＩＰパケットのフォーマットを示す図。The figure which shows the format of the variable length IP packet input into the data transfer apparatus. 経路制御バンク決定部２１２の１実施例を示すブロック図。The block diagram which shows one Example of the path control bank determination part 212. FIG. フロー制御バンク決定部３１２の１実施例を示すブロック図。The block diagram which shows one Example of the flow control bank determination part 312. FIG. 経路制御用連想メモリアレイ２２０を示す図。The figure which shows the associative memory array 220 for a route control. フロー識別用連想メモリアレイ３２０を示す図。The figure which shows the associative memory array 320 for flow identification.

符号の説明Explanation of symbols

１０：データ転送装置、１１：インタフェースモジュール、１２：セレクタ、１３：バッファメモリ、１４：ヘッダ抽出部、１５：バッファ制御部、１６：データ中継部、２０：経路制御部、３０：フロー制御部、６０：管理端末、２０１：フォワーディングテーブル制御部、２０２：フォワーディングテーブル、２０３：経路情報テーブル制御部、２０４：経路制御テーブル、２１１：経路制御検索キー生成部、２１２：経路制御バンク生成部、２１３：経路制御コマンド生成部、２１４：経路制御検索データ生成部、２１５：経路制御結果解析部、２２０：経路制御用連想メモリアレイ、３０１：フロー識別テーブル制御部、３０２：フロー識別テーブル、３０３：フロー制御テーブル制御部、３０４：フロー制御テーブル、３１１：フロー制御検索キー生成部、３１２：フロー制御バンク生成部、３１３：フロー制御コマンド生成部、３１４：フロー制御検索データ生成部、３１５：フロー制御結果解析部、３２０：フロー制御用メモリアレイ２１２１：経路制御用ハッシュ関数部、２１２２：経路制御用レジスタ、２１２３：経路制御用ハッシュ値変換部、３１２１：フロー制御用ハッシュ関数部、３１２２：フロー制御用レジスタ、３１２３： フロー制御用ハッシュ値変換部。 10: Data transfer device, 11: Interface module, 12: Selector, 13: Buffer memory, 14: Header extraction unit, 15: Buffer control unit, 16: Data relay unit, 20: Path control unit, 30: Flow control unit, 60: management terminal, 201: forwarding table control unit, 202: forwarding table, 203: route information table control unit, 204: route control table, 211: route control search key generation unit, 212: route control bank generation unit, 213: Route control command generation unit 214: Route control search data generation unit 215: Path control result analysis unit 220: Path control associative memory array 301: Flow identification table control unit 302: Flow identification table 303: Flow control Table control unit, 304: flow control table, 311: flow -Control search key generation unit, 312: Flow control bank generation unit, 313: Flow control command generation unit, 314: Flow control search data generation unit, 315: Flow control result analysis unit, 320: Memory array for flow control 2121: Path Control hash function unit, 2122: path control register, 2123: path control hash value conversion unit, 3121: flow control hash function unit, 3122: flow control register, 3123: flow control hash value conversion unit.

Claims (4)

パケットが入力される複数の入力回線と、
パケットを出力する複数の出力回線と、
入力パケットの出力回線を示す経路情報を該入力パケットのヘッダに含まれる情報より判定する経路制御部と、
該経路情報に対応する出力回線に該パケットを転送するデータ中継部を備え、
上記経路制御部が、
パケットヘッダに含まれる情報の一部或いは全部を抽出して、これを検索キーとして検索条件の検索を行うフォワーディングテーブル制御部と、
上記検索キーに基づいて、メモリ内で上記検索条件が収容されている物理的位置に関する情報を出力するためのフォワーディングテーブルと、
上記物理的位置に収容される該検索条件に対応する経路情報を収容する上記物理的位置に関する情報に基づいて上記経路情報テーブルから上記経路情報を検索する経路情報テーブル制御部とからなるデータ転送装置であって、
上記フォワーディングテーブルは同一検索ビット幅を持つ複数の物理バンクによって構成されるアレイに格納され、
上記フォワーディングテーブル制御部は、
上記入力パケットの経路判定の際には上記パケットのパケットヘッダに含まれる情報から抽出した検索キーに所定の関数演算を施すことで検索すべき物理バンクを決定し、かつ該検索キーによる検索対象である検索条件を上記フォワーディングテーブルに登録する際にも上記検索条件を収容する経路情報テーブル内の物理的位置に関する情報を収容すべき物理バンクを決定する、ために上記関数演算を施す関数部と、
該関数部の出力値であるハッシュ値を当該ハッシュ値に対応する物理バンクの番号を示すレジスタとを有し、
該レジスタにより変換されるハッシュ値に対応する上記物理バンクの番号に該当する上記物理バンクに、上記検索キーによる検索を指示することを特徴とするデータ転送装置。 Multiple input lines into which packets are input;
Multiple output lines that output packets;
A path control unit that determines path information indicating an output line of an input packet from information included in a header of the input packet;
A data relay unit that transfers the packet to an output line corresponding to the path information;
The route controller is
A forwarding table control unit that extracts part or all of the information included in the packet header and searches for a search condition using this as a search key;
Based on the search key, a forwarding table for outputting information related to a physical position where the search condition is stored in the memory;
A data transfer apparatus comprising: a path information table control unit that searches for the path information from the path information table based on information on the physical position that stores path information corresponding to the search condition stored in the physical position Because
The forwarding table is stored in an array composed of a plurality of physical banks having the same search bit width,
The forwarding table control unit
When determining the route of the input packet, a physical bank to be searched is determined by performing a predetermined function operation on the search key extracted from the information included in the packet header of the packet, and the search target by the search key is determining the physical bank also should contain information about the physical location of the path information table accommodating the search conditions when creating a certain retrieval condition in the forwarding table, and a function device for performing the function operation in order,
A hash value which is an output value of the function part, and a register indicating a physical bank number corresponding to the hash value ;
A data transfer apparatus for instructing a search by the search key to the physical bank corresponding to the physical bank number corresponding to the hash value converted by the register. 上記フォワーディングテーブル制御部が、
上記フォワーディングテーブルが収容する上記検索条件を生成する検索条件生成部と、
上記フォワーディングテーブルに対し、上記検索キーに対応する上記物理的位置に関する情報を検索する時に検索コマンドを生成し、上記フォワーディングテーブルに上記検索条件を収容する時には書き込みコマンドを生成するコマンド制御部と、
上記フォワーディングテーブルに対し、上記検索キーに対応する上記物理的位置に関する情報を検索する時に検索すべき物理バンクを決定し、上記検索条件から収容すべき物理バンクを決定する物理バンク決定部とからなることを特徴とする請求項１記載のデータ転送装置。 The forwarding table control unit
A search condition generation unit that generates the search conditions contained in the forwarding table;
A command control unit that generates a search command when searching for information related to the physical position corresponding to the search key with respect to the forwarding table, and generates a write command when accommodating the search condition in the forwarding table;
A physical bank determining unit that determines a physical bank to be searched when searching for information on the physical position corresponding to the search key with respect to the forwarding table, and determines a physical bank to be stored from the search condition; The data transfer device according to claim 1. 上記物理バンク決定部が、
上記検索キー或いは上記検索条件を入力とし、
上記検索キーに対応する上記物理的位置に関する情報を検索する時に検索すべき物理バンクの番号を示す値を出力し、さらに上記検索条件から収容すべき物理バンクの番号を示す番号を出力する上記関数部と、
上記関数部からの出力値に対応する物理バンクの番号を示すレジスタと、
上記出力値を該レジスタに示される物理バンクの番号に変換し、変換値が示す物理バンクに対して検索または登録を指示する出力値変換部とからなることを特徴とする請求項２記載のデータ転送装置。 The physical bank determination unit
Using the search key or the search condition as input,
The function for outputting a value indicating the number of a physical bank to be searched when searching for information on the physical position corresponding to the search key, and further outputting a number indicating the number of a physical bank to be accommodated from the search condition And
A register indicating a physical bank number corresponding to an output value from the function part;
3. The data according to claim 2, further comprising: an output value converting unit that converts the output value into a physical bank number indicated in the register and instructs the physical bank indicated by the converted value to be searched or registered. Transfer device. 上記レジスタが、
データ転送装置の外部に接続される端末から設定可能であり、該端末から上記レジスタの状態を参照可能であることを特徴とする請求項３記載のデータ転送装置。 The above register is
4. The data transfer device according to claim 3, wherein the data transfer device can be set from a terminal connected to the outside of the data transfer device, and the status of the register can be referred to from the terminal.
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